ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ
РФ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Самарский государственный медицинский университет»
Кафедра общей, бионеорганической и биоорганической химии
Катехоламины. Пути их биосинтеза в организме. Биологическая активность, синтетические аналоги как эффективные лекарственные средства.
Реферат студента
стоматологического факультета
1 курс, 162 группа
Серков Е.В.
Научный руководитель:
Фомин И.В.
Самара
2011
Содержание:
1. Катехоламины. Общая характеристика. …....................... 3
2.Биосинтез катехоламинов в организме . …........................ 4
3.Биологическое действие катехоламинов и их
синтетических аналогов .......................................................... 6
3.1. Дофамин………………………………………….……6
3.2. Норадреналин…………………………………………7
3.3. Адреналин……………………………………………..8
Вывод …...................................................................................11
Использованная литература ............................................... 11
-
1. Катехоламины. Общая характеристика.
Катехоламины — физиологически активные вещества, выполняющие роль химических посредников и «управляющих» молекул (медиаторов и нейрогормонов) в межклеточных взаимодействиях у животных и человека, в том числе в их мозге; производные пирокатехина. К катехоламинам относятся, в частности, такие нейромедиаторы, как адреналин, норадреналин, дофамин (допамин). Адреналин часто, особенно в западной литературе, называют «эпинефрин» (то есть «вещество надпочечников»). Соответственно, норадреналин часто называют «норэпинефрин».
Все высшие формы поведения человека связаны с нормальной жизнедеятельностью катехоламинергических клеток - нервных клеток, синтезирующих катехоламины и использующих их в качестве медиатора. От активности синтеза и выделения катехоламинов зависят такие сложные процессы, как запоминание и воспроизведение информации, сексуальное поведение, агрессивность и поисковая реакция, уровень настроения и активность в жизненной борьбе, скорость мышления, эмоциональность, уровень общего энергетического потенциала и т.д. Чем активнее идет синтез и выделение катехоламинов в количественном отношении, тем выше настроение, общий уровень активности, сексуальность, скорость мышления, да и просто работоспособность. Самый высокий уровень катехоламинов (на единицу массы тела) у детей. Дети отличаются от взрослых прежде всего очень высокой эмоциональностью и подвижностью, способность к быстрому переключению мышления с одного объекта на другой. У детей исключительно хорошая память, всегда хорошее настроение, высокая обучаемость и колоссальная работоспособность. С возрастом синтез катехоламинов как в центральной нервной системе, так и на периферии замедляется. Тому есть разные причины: это и старение клеточных мембран, и исчерпание генетических резервов, и общее снижение синтеза белка в организме. В результате снижения скорость мыслительных процессов, уменьшается эмоциональность, снижается настроение. Катехоламины оказывают мобилизующее действие на энергетические резервы нервных клеток. Они активизируют окислительно-восстановительные процессы в организме, "запускают" сгорание источников энергии - в первую очередь углеводов, затем жиров и аминокислот. Катехоламины повышают чувствительность клеточных мембран к половым гормонам и соматотропину. Не обладая собственно анаболическим действием, они усиливают белковый синтез за счет повышения чувствительности клеток к анаболическим факторам. Катехоламины прямо или косвенно повышают активность самих эндокринных желез, стимулируют гипоталамус и гипофиз. Основные виды катехоламинов в организме представлены тремя соединениями: 1. Адреналин; 2. Норадреналин; 3. Дофамин.
2. Биосинтез катехоламинов в организме.
Катехоламины образуются из тирозина в результате последовательных этапов синтеза, катализируемых ферментами. Синтез начинается с фенилаланина и ведет к образованию дофамина , норадреналина и адреналина через тирозин и дофа. Стадией, ограничивающей скорость всего синтеза, является гидроксилирование тирозина тирозин-гидроксилазой с образованием дофа. Пока еще мало известно о субклеточном распределении этого фермента или фермента ДОФА-декарбоксилазы, но предполагают, что оба фермента не связаны с внутриклеточными частицами. Фермент дофамин-гидроксилаза локализован в гранулах-хранилищах.
Ферменты синтеза:
Тирозин-гидроксилаза.
Тирозин - непосредственный предшественник катехоламинов, а тирозин-гидроксилаза лимитирует скорость всего процесса биосинтеза катехоламинов . Этот фермент встречается как в свободном виде, так и в связанной с субклеточными частицами форме. С тетрагидроптеридином в качестве кофактора он выполняет оксидоредуктазную фукнкцию, превращая L-тирозин в L-дигидроксифенилаланин (L- ДОФА ).
Существуют различные пути регуляции тирозингидроксилазы как скорость-лимитирующего фермента. Наиболее важный из них заключается в ингибировании катехоламинами по принципу обратной связи: катехоламины конкурируют с ферментом за птеридиновый кофактор, образуя с последним шиффово основание. Тирозин-гидроксилаза, кроме того, конкурентно ингибируется рядом производных тирозина, в том числе альфа-метилтирозином . В некоторых случаях это соединение используют для блокады избыточной продукции катехоламинов при феохромоцитоме, однако существуют более эффективные средства, обладающие к тому же менее выраженным побочным действием. Соединения еще одной группы подавляют активность тирозин- гидроксилазы, образуя комплексы с железом и удаляя таким путем имеющийся фактор. В качестве примера такого соединения можно привести альфа, альфа-дипиридил .
ДОФА-декарбоксилаза. В отличие от тирозин-гидроксилазы, обнаруживаемой лишь в тканях, способных синтезировать катехоламины, ДОФА- декарбоксилаза присутствует во всех тканях. Этому растворимому ферменту нужен пиридоксальфосфат для превращения L-ДОФА в 3,4- дигидроксифенилэтиламин ( дофамин ). Реакция конкурентно ингибируется соединениями, напоминающими L-ДОФА, например альфа- метил-ДОФА. Галоидзамещенные соединения образуют с L-ДОФА шиффово основание и также ингибируют реакцию декарбоксилирования.
Альфа-метил-ДОФА и другие родственные соединения, такие, как 3-гидрокситирамин (образующийся из тирамина), альфа-метилтирозин и метараминол , с успехом используются для лечения некоторых форм гипертонии . Антигипертензивное действие этих метаболитов обусловлено, по-видимому, их способностью стимулировать альфа-адренергические рецепторы кортикобульбарной системы в центральной нервной системе, что приводит к уменьшению активности периферических симпатических нервов и снижению артериального давления.
Дофамин-бета-гидроксилаза ( ДБГ ). Дофамин-бета-монооксигеназа (дофамин-бета-гидроксилаза) - фермент, превращающий дофамин в норадреналин .
Дофамин-бета-гидроксилаза - оксидаза со смешанной функцией, катализирующая превращение дофамина в норадреналин . ДБГ использует аскорбат в качестве донора электронов, а фумарат - в качестве модулятора; в активном центре фермента содержится медь . ДБГ клеток мозгового слоя надпочечников локализуется, вероятно, в секреторных гранулах . Таким образом, превращение дофамина в норадреналин происходит в этих органеллах. ДБГ высвобождается из клеток мозгового слоя надпочечников и нервных окончаний вместе с норадреналином, но (в отличие от последнего) не подвергается обратному захвату нервными окончаниями.
Фенилэтаноламин - N-метилтрансфераза. Растворимый фермент фенилэтаноламин - N-метилтрансфераза ( ФNMT ) катализирует N-метилирование норадреналина с образованием адреналина в адреналин-продуцирующих клетках мозгового слоя надпочечников. Поскольку данный фермент растворим, можно предположить, превращение норадреналина в адреналин происходит в цитоплазме. Синтез ФNMT стимулируется глюкокортикоидными гормонами , проникающими в мозговой слой по внутринадпочечниковой портальной системе . Эта система обеспечивает в 100 раз большую концентрацию стероидов в мозговом слое, чем система артериальной крови. Столь высокая их концентрация в надпочечниках, по-видимому, необходима для индукции ФNMT.